一種數位化無線列調車站電臺的製作方法
2023-07-04 19:43:41
一種數位化無線列調車站電臺的製作方法
【專利摘要】一種數位化無線列調車站電臺，主要由網絡單元、主機單元、MMI、送(受)話器、揚聲器、及印表機組成，主機單元包括：天饋系統、雙工器、低頻數位化450MHz收發信機、高頻數位化450MHz收發信機、信息轉發控制模塊、信息分析對比模塊、信息存儲模塊、信息類型融合/提取模塊、數據信息輸入/輸出模塊、語音信息輸入/輸出模塊、對外接口模塊。本發明可實現列車無線調度通信系統中的數位化車站電臺，避免目前在用無線模擬制式列調系統抗幹擾能力弱、技術落後、不能提供增值業務、嚴重影響鐵路通信技術信息化發展等問題，為列車安全運行提供了技術保障。
【專利說明】一種數位化無線列調車站電臺
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種數位化無線列調車站電臺，屬於列車無線調度通信【技術領域】，用於鐵路沿線車站實現數位化車站電臺與調度、監測、本站以外車站、列調作業終端等系統、設備間的信息傳輸裝置。
【背景技術】
[0002]數位化無線列調車站電臺(簡稱:數字車站電臺)是實現列調無線通信系統車站接收列車運行接近信息、調度指揮等功能，與既有列調車站電臺相比較，解決了既有設備採用模擬制式450MHz頻段，存在抗幹擾能力弱、技術落後、不能提供增值業務，嚴重影響了鐵路通信技術信息化發展需求。根據工信部【2009】666號文件《工業和信息化部有關150MHz400MHz專用對講機頻率規劃和使用管理有關事宜的通知》和鐵道部部辦運發【2010】I號文件《關於轉發工業和信息化部有關150ΜΗζ、400ΜΗζ專用對講機頻率規劃和使用管理有關事宜的通知》精神，自2011年I月I日起，國家停止150MHz、400MHz頻段內模擬對講機設備的型號核准，全面推廣數字對講機，為順應國家政策，既有線無線列調系統在大修改造時應升級為數字無線列調系統。鐵路數字無線列調系統應定位於對450MHz模擬無線列調系統的數位化轉換。鑑於數位化無線列調系統設備的研製，充分利用數位化信息傳輸優勢，將既有獨立的、分散的、不成體系的各功能單元進行有機整合，構建綜合一體化、網絡化、智能化、數位化列調通信系統機車業務傳輸平臺，建立車地間、車車間的數位化通信鏈路業務擴展，在原列調功能基礎上，增設綜合監測、主動維保體系，實現列車在途運行安全保障系統建立，為列車安全運行提供充足保障。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種數位化無線列調車站電臺，其可構建綜合一體化、網絡化、智能化、數位化列調通信系`統車站業務傳輸平臺。
[0004]為此，本發明提供了一種數位化無線列調車站電臺，其特徵在於:其包括:網絡單元、主機單元、MM1、送(受)話器、揚聲器和印表機，網絡單元與調度總機接口 ；所述主機單元包括:天饋系統、雙工器、低頻數位化450MHz收發信機、高頻數位化450MHz收發信機、信息轉發控制模塊、信息分析對比模塊、信息存儲模塊、信息類型融合/提取模塊、數據信息輸入/輸出模塊、語音信息輸入/輸出模塊、對外接口模塊，所述MMI與所述主機單兀的對外接口模塊、送/受話器、揚聲器、印表機相連，所述麗I包括:操作按鍵單元、網絡單元、語音單元、顯示單元、對外接口單元、數據採集單元、主控單元、以及列印單元。
[0005]優選地，所述主機單元是核心處理單元。
[0006]根據本發明，用於數位化列車無線調度通信系統中的數位化車站電臺，建立車地間、車車間、車與終端間的通信，以及實現數位化列車調度指揮，綜合監測等使用需求，從而提高鐵路列車安全運行保障，同時防止列車在途故障發生，建立列車在途運行狀態故障隱患識別機制，提高了鐵路運輸效率，保障了設備運行的安全穩定性。【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的數位化無線列調車站電臺的總體架構原理圖。
[0008]圖2是本發明的主機單元基本架構原理圖。
[0009]圖3是本發明的MMI基本架構原理圖。
[0010]圖4、圖5、圖6分別是根據本發明的一種列為追蹤儀的前視圖、俯視圖和側視圖。【具體實施方式】
[0011]本《說明書》中，縮寫MMI ((Man Machine Interface)指的是人機操作界面；
[0012]網絡單元I用於網絡化信息與調度總機接口，進行調車與監測信息上聯；
[0013]天饋系統201用於主機單元射頻信號的接收與發送，同時實現高頻與低頻段數位化450MHz信息的識別與控制；
[0014]雙工器202用於實現低頻與高頻數位化450MHz信息的融合與對應分離技術；
[0015]低頻數位化450MHz收發信機203用於建立低頻段數位化450MHz信息的收發鏈路；
[0016]高頻數位化450MHz收發信機204用於建立高頻段數位化450MHz信息的收發鏈路；
[0017]信息轉發控制模塊205用於信息流量的控制，信息轉發無效信息的過濾；
[0018]信息分析對比模塊206用於輸入與輸出信息與內部存儲信息的比較分析；
[0019]信息存儲模塊207用於有效信息的存儲記錄，便於事後分析處理，故障判斷；
[0020]信息類型融合/提取模塊208用於分析後有效信息進行匯聚融合與類型提取判斷，並對應輸出；
[0021]數據信息輸入/輸出模塊209用於輸入輸出數據信息的控制與分析；
[0022]語音信息輸入/輸出模塊210用於輸入輸出語音信息的控制與分析；
[0023]對外接口模塊211用於主機單兀與外聯設備的對接輸入和輸出。
[0024]所述MMI3用於車站值班員語音、按鍵作業等業務的實現與完成；
[0025]按鍵單元301用於車站值班員進行功能性作業操作；
[0026]網絡單元302用於麗I (3)網絡化接入與管理；
[0027]語音單元303用於語音信息的控制與分析；
[0028]顯示單元304用於信息顯示，提供車站值班員可視化信息；
[0029]對外接口單元305用於麗I (3)與外聯設備的對接；
[0030]數據採集單元306用於麗I (3)輸入信息的採集處理；
[0031]主控單元307用於信息的綜合管理與控制分析；
[0032]列印單元308用於信息輸出列印建檔；
[0033]送(受)話器4用於車站值班員進行語音發送、語音接收操作功能；
[0034]揚聲器5用於車站值班員接收到呼叫信息的語音播放，給予車站值班員聽覺效果;
[0035]印表機6用於車站值班員接收到的調度命令信息的列印輸出。
[0036]圖1描述了數位化無線列調車站電臺的基本體系架構原理圖，該系統單元逐級按照信息輸入輸出流程，進行分布業務信息處理，根據業務類型採用單元模塊化設計，建立主機單元進行系統設備的運行管理、作業業務對應分配、建立統一控制各模塊工作執行管理與控制機制，使各功能單元模塊獨立運行且緊密關聯。雙工器實現了高低頻段數字信息的輸入有效融合，主機單兀統一控制保證了系統內部模塊體系架構也防止了內部信息傳輸相互影響；對外接口單元採用標準化接口實現了記錄數據有效導出、與相關外聯設備的有效對接保證；MMI的設計，構建了人機間、單元間的有序執行與操作人性化設計架構。本發明避免了目前在用無線模擬制式列調系統抗幹擾能力弱、技術落後、不能提供增值業務、嚴重影響鐵路通信技術信息化發展等問題，鐵路列調技術發展引領了方向，為列車安全運行提供了技術保障。
[0037]所述數位化無線列調車站電臺，其包括:網絡單元1、主機單元2、MMI3、送(受)話器4、揚聲器5、和印表機6。
[0038]本發明主要為實現以下功能:
[0039]>調度員與車站值班員、助理值班員之間的通話；
[0040]>司機組呼所屬車站值班員並通話；
[0041 ] >車站值班員、助理值班員、車站基站區範圍內機車司機和運轉車長之間按組呼方式通話；
[0042]>調度員、車站值班員間及與便攜臺的通話分別由調度所、車站的錄音設備自動錄音；
[0043]>調度員、車站值班員與司機間及與便攜臺的通話具有用戶優先級和呼叫優先級功能，具有進行強拆、強插功能；
[0044]>車站臺、調度所設備之間具有實時數據、短數據和報文分包傳送功能；
[0045]>車站臺、調度所設備之間應具有雙向數據傳輸功能；
[0046]>系統具備車站電臺自檢功能等；
[0047]>車站值班員向轄區內運行列車發送行車憑證、調車作業通知單等信息；
[0048]> CTC/TDCS能自動向轄區內的運行列車發送列車進路預告信息；
[0049]>具有麗I拉遠及多麗I接入功能；
[0050]>開機註冊ID號；
[0051]>具有操作日誌記錄和通話記錄功能；
[0052]>具有較強的自診斷功能；
[0053]>具有大小三角分離功能；
[0054]>具有模擬和數字無線兼容功能；
[0055]>具有調度命令轉接功能；
[0056]>具有無線車次號接收解碼功能。
[0057]>支持開放工作模式；
[0058]>可以通過信道堆疊滿足樞紐地區應用需求；
[0059]本發明的網絡單元1，用於網絡化信息與調度總機接口，進行調車與監測信息上聯；主機單元2作為本發明的核心單元，包括了對輸入、輸出信息的分析處理、判斷、診斷、分類、存儲記錄、對應輸出等功能，外聯網絡單元、MMI設備。
[0060]圖2描述了數位化無線列調車站電臺的主機單元基本架構原理圖，該主機單元按照信息輸入輸出內容，進行轉發控制、分析對比、融合與提取、記錄與存儲、輸出分類等業務信息處理，建立主機單元進行系統設備的運行管理、作業業務對應分配、建立統一控制各模塊工作執行管理與控制機制，使各功能單元模塊獨立運行且緊密關聯。雙工器實現了高低頻段數字信息的輸入有效融合，主機單元統一控制保證了系統內部模塊體系架構也防止了內部信息傳輸相互影響；對外接口單元採用標準化接口實現了記錄數據有效導出、與相關外聯設備的有效對接保證。
[0061]所述主機單元2包括:天饋系統201、雙工器202、低頻數位化450MHz收發信機203、高頻數位化450MHz收發信機204、信息轉發控制模塊205、信息分析對比模塊206、信息存儲模塊207、信息類型融合/提取模塊208、數據信息輸入/輸出模塊209、語音信息輸入/輸出模塊210、對外接口模塊211。其特徵在於:
[0062]天饋系統201，用於主機單元射頻信號的接收與發送，同時實現高頻與低頻段數位化450MHz信息的識別與控制；
[0063]雙工器202，用於實現低頻與高頻數位化450MHz信息的融合與對應分離技術；
[0064]低頻數位化450MHz收發信機203，用於建立低頻段數位化450MHz信息的收發鏈路；高頻數位化450MHz收發信機204，用於建立高頻段數位化450MHz信息的收發鏈路；信息轉發控制模塊205，用於信息流量的控制，信息轉發無效信息的過濾；
[0065]信息分析對比模塊206,用於輸入與輸出信息與內部存儲信息的比較分析；
[0066]信息存儲模塊207，用於有效信息的存儲記錄，便於事後分析處理，故障判斷；
[0067]信息類型融合/提取模塊208，用於分析後有效信息進行匯聚融合與類型提取判斷，並對應輸出；
[0068]數據信息輸入/輸出模塊209,用於輸入輸出數據信息的控制與分析；
[0069]語音信息輸入/輸出模塊210,用於輸入輸出語音信息的控制與分析；
[0070]對外接口模塊211,用於主機單兀與外聯設備的對接輸入和輸出。
[0071]圖3是本發明的麗13基本架構原理圖，MMI的設計，構建了人機間、單元間的有序執行與操作人性化設計架構。與所述主機單元2的對外接口模塊211、送(受)話器4、揚聲器5、印表機6相連，用於車站值班員語音、按鍵作業等業務的實現與完成，其包括:
[0072]操作按鍵單元301、網絡單元302、語音單元303、顯示單元304、對外接口單元305、數據採集單元306、主控單元307、以及列印單元308。
[0073]按鍵單元301，用於車站值班員進行功能性作業操作；
[0074]網絡單元302，用於麗13網絡化接入與管理；
[0075]語音單元303用於語音信息的控制與分析；
[0076]顯示單元304，用於信息顯示，提供車站值班員可視化信息；
[0077]對外接口單元305，用於麗13與外聯設備的對接；
[0078]數據採集單元306，用於麗13輸入信息的採集處理；
[0079]主控單元307，用於信息的綜合管理與控制分析；
[0080]列印單元308，用於信息輸出列印建檔；[0081]送(受)話器4，用於車站值班員進行語音發送、語音接收操作功能；
[0082]揚聲器5，用於車站值班員接收到呼叫信息的語音播放，給予車站值班員聽覺效果;
[0083]印表機6，用於車站值班員接收到的調度命令信息的列印輸出；
[0084]本發明實現了所述數位化無線列調車站電臺的所述高/低頻段數位化450MHz傳輸模塊203、204，採用了建立了 450MHz頻段內的基於軟體無線電技術的數位化無線通信制式，適應了鐵道部令第34號《鐵路主要技術政策》信息化、智能化、數位化鐵路通信技術發展要求，避免了目前在用無線模擬制式列調系統抗幹擾能力弱、技術落後、不能提供增值業務、嚴重影響鐵路通信技術信息化發展等問題，鐵路列調技術發展引領了方向，為列車安全運行提供了技術保障。
[0085]本發明的所述數位化無線列調車站電臺所設置的所述主機單元2，作為系統設備的核心處理單元，實現了按照標準接口協議構建了系統設備的一體化、綜合化、智能化、網絡化內部有效連接，使設備各單元按照一定的指令信息流程順序、規範的命令導向、協調的執行程序，建立了可控化的單元間控制，信息按照固有的單元獨立處理模式，獨立完成作業內容。
[0086]本發明的所述數位化無線列調車站電臺，建立了網絡單元，實現了設備信息網絡化傳輸機制，滿足不斷發展的鐵路列調運輸需求，提高了列車的安全運行保障。
[0087]本發明的所述數位化無線列調車站電臺，採用了數位化技術、智能集成技術、信息融合與提取技術、網絡化技術、計算機技術等的有效結合與自主創新，實現了本發明，為鐵路運輸安全提供了保障。
[0088]圖3說明了所述B子架2中的所述數位化450MHz傳輸模塊203作為數位化450MHz傳輸裝置，實現對數位化450MHz頻率鏈路發送過來的信息進行接收以及將本機信息在450MHz頻率上進行數位化發送，提高系統信息傳輸的安全性、可靠性、保密性等。採用了建立了 450MHz頻段內的基於軟體無線電技術的數位化無線通信制式，適應了鐵道部令第34號《鐵路主要技術政策》信息化、智能化、數位化鐵路通信技術發展要求，避免了目前在用無線模擬制式列調系統抗幹擾能力弱、技術落後、不能提供增值業務、嚴重影響鐵路通信技術信息化發展等問題，為列車安全運行提供了技術保障。
[0089]所述數位化450MHz傳輸模塊203包括:450MHz模/數功放模塊231、數據加解密模塊232、輸出接口模塊233、調製解調算法模塊234、以及相干解調模塊235。
[0090]圖4說明了所述A子架I中的所述主控單元107作為本發明的系統設備的核心處理單元，實現了按照標準接口協議構建了系統設備的一體化、綜合化、智能化、網絡化內部有效連接，使設備各單元按照一定的指令信息流程順序、規範的命令導向、協調的執行程序，建立了可控化的單元間控制，信息按照固有的單元獨立處理模式，獨立完成作業內容。
[0091]所述主控單元107包括:多源信息採集模塊171、信息融合模塊172、信息提取模塊173、信息分類模塊174、模糊聚類模塊175、以及控制輸出模塊176。
[0092]圖5說明了所述操控系統3中的所述MMI301作為本發明的人機操作終端設備，實現了人機操作的可視化、語音播報、監測信息顯示、調度命令顯示與列印、語音通信的顯示與播報、輸出語音信息的手持終端設備，構建了人性化、網絡化、總線化的系統裝置，滿足機車端信息指令的輸入輸出處理。[0093]所述MMI301包括:操作按鍵單元311、網絡單元312、語音單元313、顯示單元314、對外接口單元315、數據採集單元316、主控單元317、以及列印單元318。
[0094]圖4-6說明了所述一種數位化列調車站電臺設備外觀及布局示意圖。附圖標記
5.1表示前面板示意圖；附圖標記5.2表示上蓋示意圖；附圖標記5.3表示側擋板示意圖；附圖標記501表示內機芯邊框及安裝固定孔等；附圖標記502表示數據控制轉發單元及對外接口面板接口、各單元狀態指示燈、安裝固定孔等；附圖標記503表示盲板安裝固定孔等；附圖標記504表電源|旲塊的接口、狀態指TjV燈、安裝固定孔等；附圖標記505-508表示機箱外結構固定孔；表示電源模塊的接口、狀態指示燈、安裝固定孔等；附圖標記509表示雙套冗餘電源單元布置示意；附圖標記510表示追蹤顯示單元接口、安裝孔等；附圖標記511表示數據控制轉發單元安裝布置示意；附圖標記512表示設備結構寬度尺寸；附圖標記513表示追蹤信息顯示單元液晶屏、安裝孔、位置布置等；附圖標記514表示設備結構深度尺寸；附圖標記515-516表示設備安裝固定螺絲；附圖標記517-520表示各單元的助拔器；附圖標記521表示上蓋的散熱蜂窩網；附圖標記522-523表示對外接口單元及主控單元的助拔器；附圖標記524表示設備結構高度尺寸。
[0095]本發明包括:網絡單元、主機單元、麗1、送(受)話器、揚聲器、和印表機。
[0096]所述網絡單元，用於網絡化信息與調度總機接口，進行調車與監測信息上聯；
[0097]所述主機單元包括:天饋系統、雙工器、低頻數位化450MHz收發信機、高頻數位化450MHz收發信機、信息轉發控制模塊、信息分析對比模塊、信息存儲模塊、信息類型融合/提取模塊、數據信息輸入/輸出模塊、語音信息輸入/輸出模塊、對外接口模塊。所述天饋系統，用於主機單元射頻信號的接收與發送，同時實現高頻與低頻段數位化450MHz信息的識別與控制；雙工器，用於實現低頻與高頻數位化450MHz信息的融合與對應分離技術；低頻數位化450MHz收發信機，用於建立低頻段數位化450MHz信息的收發鏈路；高頻數位化450MHz收發信機，用於建立高頻段數位化450MHz信息的收發鏈路；信息轉發控制模塊，用於信息流量的控制，信息轉發無效信息的過濾；信息分析對比模塊，用於輸入與輸出信息與內部存儲信息的比較分析；信息存儲模塊，用於有效信息的存儲記錄，便於事後分析處理，故障判斷；信息類型融合/提取模塊，用於分析後有效信息進行匯聚融合與類型提取判斷，並對應輸出；數據信息輸入/輸出模塊，用於輸入輸出數據信息的控制與分析；語音信息輸入/輸出模塊，用於輸入輸出語音信息的控制與分析；對外接口模塊，用於主機單元與外聯設備的對接輸入和輸出。
[0098]所述麗I，與所述主機單元的對外接口模塊、送(受)話器、揚聲器、印表機相連，用於車站值班員語音、按鍵作業等業務的實現與完成，其包括:操作按鍵單元、網絡單元、語音單元、顯示單元、對外接口單元、數據採集單元、主控單元、以及列印單元。按鍵單元，用於車站值班員進行功能性作業操作；網絡單元，用於MMI網絡化接入與管理；語音單元用於語音信息的控制與分析；顯示單元，用於信息顯示，提供車站值班員可視化信息；對外接口單元，用於MMI與外聯設備的對接；數據採集單元，用於MMI輸入信息的採集處理；主控單元，用於信息的綜合管理與控制分析；列印單元，用於信息輸出列印建檔；
[0099]所述送(受)話器，用於車站值班員進行語音發送、語音接收操作功能；
[0100]所述揚聲器，用於車站值班員接收到呼叫信息的語音播放，給予車站值班員聽覺效果；[0101]所述印表機，用於車站值班員接收到的調度命令信息的列印輸出；
[0102]優選的，所述數位化無線列調車站電臺，其特徵在於:所述高/低頻段數位化450MHz傳輸模塊，採用了建立了 450MHz頻段內的基於軟體無線電技術的數位化無線通信制式，適應了鐵道部令第34號《鐵路主要技術政策》信息化、智能化、數位化鐵路通信技術發展要求，避免了目前在用無線模擬制式列調系統抗幹擾能力弱、技術落後、不能提供增值業務、嚴重影響鐵路通信技術信息化發展等問題，鐵路列調技術發展引領了方向，為列車安全運行提供了技術保障。
[0103]優選地，所述數位化無線列調車站電臺，其特徵在於:所述主機單元，作為系統設備的核心處理單元，實現了按照標準接口協議構建了系統設備的一體化、綜合化、智能化、網絡化內部有效連接，使設備各單元按照一定的指令信息流程順序、規範的命令導向、協調的執行程序，建立了可控化的單元間控制，信息按照固有的單元獨立處理模式，獨立完成作業內容。
[0104]優選地，數位化無線列調車站電臺，其特徵在於:建立了網絡單元，實現了設備信息網絡化傳輸機制，滿足不斷發展的鐵路列調運輸需求，提高了列車的安全運行保障。
[0105]優選地，所述數位化無線列調車站電臺，其特徵在於:採用了數位化技術、智能集成技術、信息融合與提取技術、網絡化技術、計算機技術等的有效結合與自主創新，實現了本發明，為鐵路運輸安全提供了保障。
【權利要求】
1.一種數位化無線列調車站電臺，其特徵在於:其包括:網絡單元(I)、主機單元(2)、MMI (3)、送/受話器(4)、揚聲器(5)和印表機(6)，網絡單元(I)與調度總機接口 ；所述主機單元(2)包括:天饋系統(201)、雙工器(202)、低頻數位化450MHz收發信機(203)、高頻數位化450MHz收發信機(204)、信息轉發控制模塊(205)、信息分析對比模塊(206)、信息存儲模塊(207)、信息類型融合/提取模塊(208)、數據信息輸入/輸出模塊(209)、語音信息輸入/輸出模塊(210)、對外接口模塊(211)，所述麗I (3)與所述主機單元⑵的對外接口模塊(211)、送(受)話器(4)、揚聲器(5)、印表機(6)相連，所述麗I (3)包括:操作按鍵單元(301)、網絡單元(302)、語音單元(303)、顯示單元(304)、對外接口單元(305)、數據採集單元(306)、主控單元(307)、以及列印單元(308)。
2.根據權利要求1所述的數位化無線列調車站電臺，其特徵在於:所述主機單元(2)是核心處理單元。
【文檔編號】B61L27/00GK103496384SQ201310484723
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年5月15日
【發明者】郭玉翠, 趙建國, 張偉, 李春民, 馮克立, 康斌, 朱幸成, 杜林
申請人:北京鐵路局北京通信段, 北京市交大路通科技有限公司